[发明专利]基于横向多沟道结构的PiN二极管及其制备方法

说明书

本发明涉及一种基于横向多沟道结构的PiN二极管及其制备方法。其中，制备方法包括：选取衬底材料；刻蚀衬底分别形成多层沟槽的第一沟槽区和第二沟槽区；在第一沟槽区淀积P型Si形成P区；在第二沟槽区淀积N型Si形成N区；光刻引线以完成PiN二极管的制备。本发明通过在SOI衬底上制备多层有源区沟道，利用高浓度载流子的叠加作用使得整个本征区内载流子浓度达到均匀，从而提高了横向多沟道结构的PiN二极管的功率密度，增强了PiN二极管的固态等离子体特性。

技术领域

本发明属半导体器件制备技术领域，特别涉及一种基于横向多沟道结构的PiN二极管和一种基于横向多沟道结构的PiN二极管的制备方法。

背景技术

传统金属天线由于其重量和体积都相对较大，设计制作不灵活，自重构性和适应性较差，严重制约了雷达与通信系统的发展和性能的进一步提高。因此，近年来，研究天线宽频带、小型化、以及重构与复用的理论日趋活跃。

在这种背景下，研究人员提出了一种新型天线概念-等离子体天线，该天线是一种将等离子体作为电磁辐射导向媒质的射频天线。等离子体天线的可利用改变等离子体密度来改变天线的瞬时带宽、且具有大的动态范围；还可以通过改变等离子体谐振、阻抗以及密度等，调整天线的频率、波束宽度、功率、增益和方向性动态参数；另外，等离子体天线在没有激发的状态下，雷达散射截面可以忽略不计，而天线仅在通信发送或接收的短时间内激发，提高了天线的隐蔽性，这些性质可广泛的应用于各种侦察、预警和对抗雷达，星载、机载和导弹天线，微波成像天线，高信噪比的微波通信天线等领域，极大地引起了国内外研究人员的关注，成为了天线研究领域的热点。

横向PiN二极管是产生固态等离子体的重要半导体器件。经理论研究发现，固态等离子PiN二极管在加直流偏压时，直流电流会在其表面形成自由载流子组成的固态等离子体，该等离子体具有类金属特性，使得该等离子体可以接收、辐射和反射电磁波，其辐射特性与表面等离子体的微波 传输特性、浓度及分布密切相关。

目前所研究的PiN二极管在加直流偏压时，本征区内的载流子分布会不均匀，本征区内深度越深的地方载流子浓度越低，使得等离子体区域在传输和辐射电磁波时性能衰减，而且这种二极管的功率密度低，使得现有的PiN二极管的应用受到了很大的限制。

因此选择何种材料及工艺制备高质量的PiN二极管变的尤为重要。

发明内容

因此，为解决现有技术存在的技术缺陷和不足，本发明提出一种基于横向多沟道结构的PiN二极管及其制备方法。

本发明的一个实施例提供了一种基于横向多沟道结构的PiN二极管的制备方法，包括：

(a)选取衬底材料；

(b)刻蚀衬底分别形成多层沟槽的第一沟槽区和第二沟槽区；

(c)在第一沟槽区淀积P型Si形成P区；

(d)在第二沟槽区淀积N型Si形成N区；

(e)光刻引线以完成PiN二极管的制备。

在本发明的一个实施例中，步骤(b)包括：

(b1)利用化学气相淀积(Chemical Vapor Deposition CVD)工艺，在衬底表面淀积SiN层；

(b2)利用光刻工艺，在SiN层表面分别形成第一沟槽区图形和第二沟槽区图形；

(b3)利用干法刻蚀工艺刻蚀SiN层及衬底以形成第一沟槽区和第二沟槽区。

在本发明的一个实施例中，步骤(c)包括：

(c1)利用CVD工艺，在包括衬底、第一沟槽区和第二沟槽区的整个衬底表面生长第一SiO₂层；